Чому не мають форму кульових скупчень


17

Я думав, що сонячні системи та галактики мають дискову форму, тому що це найстійкіша форма під дією гравітації. Кульові скупчення дуже старі, часто в рази старші за їх галактики-господарі, то чому б вони не згладилися?


1
Бо якби вони були дископодібними, вони не були б кульовими скупченнями.
Марк

Чи мають кульові скупчення у своєму центрі великі чорні діри?
G griffo

Відповіді:


23

Для того, щоб отримати дископодібну зоряну систему, необхідно виконати дві умови. (a) Початковий газ, з якого утворюються зірки, повинен мати значне співвідношення обертальної та гравітаційної енергії. (b) Зоряне утворення повинно відбуватися досить повільно, щоб газ руйнувався на диск до того, як закінчиться утворення зірки.

Утворення диска зі сферично симетричного стану вимагає зменшення (більш негативної) гравітаційної потенційної енергії, зберігаючи при цьому імпульс кута. Це може статися лише за наявності певних засобів для втрати енергії з системи у вигляді дисипативних взаємодій.

Чиста зоряна система майже не стикається, і немає засобів для розсіювання енергії. Це означає, що коли сферична система зірок сформувалася, немає жодної можливості набути її більш дискового типу. Таким чином, якщо утворення зірок відбувається сферичним шляхом, то ці зірки опиняться в сферичній системі. Тільки у випадках, коли газ обрушується на диск до того, як відбудеться утворення зірки, ми опиняємось як дискові системи. Це стосується диска нашої Галактики (і Сонячної системи).

У випадку з кульовими скупченнями (та іншими типами скупчення зірок у Галактиці) схоже, що утворення зірок є досить швидким, що газ не міг обвалитися на диск до того, як закінчиться більшість зіркових утворень. NB. Багато кульові скупчення роблять мають измеримое обертання.


Але фізичне тертя - не єдиний ефект, що відповідає, правда? Існують також сили тяжіння, які, наприклад, призводять до того, що важчі тіла "падають" ближче до середини галактики. Я б припустив, що гравітація допоможе мати подібний ефект і згладить кластер. Чому цього не відбувається?
Томаш Зато -

@ TomášZato З тієї ж причини, що планети не потрапляють на Сонце - будь-яка втрата потенційної енергії призводить до збільшення кінетичної енергії. Важкі тіла зазвичай не падають ближче до середини галактики. Якщо ви говорите про динамічне тертя та сегрегацію маси, це не вплине на сферичність кластера.
Роб Джефріс

10

У той час як деякі галактики мають дископодібну форму, інші (еліптичні галактики) є більш сферичними. Дископодібні системи - це ті, в яких збереження кутового імпульсу зіркоутворюючого газу відігравало центральну роль; для більш сферичних систем це було не так. Вважається, що кульові скупчення утворюються в найгустіших ділянках газу в галактиках з найвищим зовнішнім тиском, можливо, в результаті зіткнення газових хмар. У цьому випадку початковий імпульс кутового масштабу ширшого розподілу газу не має значення, а динаміка газу на значно менших масштабах важливіша.

Якщо говорити інакше: справа не в тому, що диски мають найбільш стійку форму під дією гравітації; сфероїдальна або еліптична системи також є стабільними рівновагами. Фізика розпаду і формування визначає остаточну форму. Для кульових скупчень початковий імпульс кута газу, ймовірно, не має значення, оскільки вони конденсуються із значно менших кишень газу.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.